NL1011806C2 - Kogellagerstaal met een oppervlak met een onderbainitische structuur en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan. - Google Patents

Description

Kogellaeerstraal met een oppervlak met een onderbainitische structuur en een werkwijze voor het verwaardigen daarvan

De uitvinding heeft betrekking op een kogellagerstaal uit de 1 C - 1,5 Cr serie.

5 Een dergelijk staal heeft in het algemeen de volgende samenstelling’.

Koolstof: 0,85 - 1,10 gew.%

Silicium 0,005 - 0,60 gew.%

Mangaan: 0,005 - 0,80 gew.% 10 Chroom: 1,25-2,05 gew.%

Nikkel: 0,35 gew.% max.

Molybdeen: 0,36 gew.% max.

Overig: Fe en gebruikelijke verontreinigingen 15 Staalsoorten met deze samenstelling worden algemeen gebruikt voor het vervaardigen van onderdelen van wentellagers. Uitgaande van een ferritische structuur wordt het staal aan een austeniterende warmtebehandeling onderworpen, waarna een afschrikbehandeling een martensitische oppervlaktestructuur van het uiteindelijke onderdeel geeft. Deze martensitische structuur is verhoudingsgewijs hard en heeft 20 goede basiseigenschappen. Voor toepassingen waarbij de vermoeiingssterkte bij rollend contact en taaiheid van belang zijn worden gecarboneerde staalsoorten gebruikt. De gecarboneerde staalsoorten en warmtebehandelingen zijn kostbaarder en doeltreffende warmtebehandelingen zijn in het algemeen zeer gecompliceerd

Uit EP 0896068 Al is een werkwijze bekend voor het bainitisch harden van een 25 lagerstaal. Daartoe bevindt het uitgangsmateriaal zich in ferritische toestand, wordt geausteniteerd, gevolgd door afschrikken, zodat een uiteindelijke bainitische structuur ontstaat

Het is het doel van de uitvinding een staalsoort te verwezenlijken met verbeterde eigenschappen en meer in het bijzonder met verbeterde vermoeiingssterkte bij 30 wentelcontact en goede taaiheidseigenschappen.

Volgens de uitvinding wordt dit verwezenlijkt doordat het staal in ferritische toestand aan deformatie onderworpen wordt. Bij voorkeur omvat dit walsen koud walsen. Meer in het bijzonder wordt indien een ring vervaardigd moet worden als het 101180e 2 onderdeel van het wentellager uitgaande van een buis, koude deformatie verwezenlijkt gedurende welke de ring zelf uit de buis vervaardigd wordt met minder metaal snijdende handelingen. Dit betekent dat minder materiaal verloren gaat. Gebleken is dat indien koud walsen gebruikt wordt de austenietstart en de austenietfinish temperatuur zal 5 verlagen, dat wil zeggen de transformatie van ferriet naar austeniet zal op een lager temperatuumiveau plaatsvinden en zal op hetzelfde temperatuumiveau vollediger zijn. De bainitische omzettingstijd is bij voorkeur ten minste 180 minuten. Behalve het verlagen van de austeniteertemperatuur door walsen en meer in het bijzonder koud walsen, wordt de martensietstarttemperatuur eveneens ongeveer 30°C verlaagd tot 10 aanzienlijk onder 250°C. In het algemeen toont de microstructuur een veel fijnere korrel. Bij voorkeur omvat het bainiet onderbainiet hetgeen een extra verlenging van de levensduur van wentellageronderdelen vervaardigd uit een dergelijk tot gevolg heeft.

De subkorrelgrenzen van het ferriet zijn waarschijnlijk austenietkiemplekken bij de snijpunten met nodulaire carbiden, hetgeen een verfijning van de 15 austenietkorrelgrootte heeft ten opzichte van niet gedeformeerd 1 C - 1,5 Cr dat onder dezelfde omstandigheden geausteniteerd is.

Het gebruikte staal is bij voorkeur verhoudingsgewijs zuiver, d.w.z. omvat maximaal 9 dpm zuurstof, 0,004 gew.% zwavel max., 15 dpm titaan max. en 0,015 gew.% fosfor max.

20 Om het voordelige effect van koud walsen ten opzichte van warm walsen aan te tonen bij het vervaardigen van een wentellagerring zijn vergelijkende proeven uitgevoerd. Behalve hetzij warm walsen hetzij koud walsen is de warmtebehandeling in beide proeven precies hetzelfde. Gebleken is dat in een tonwentellager de relatieve L10 levensduur van de warm gewalste variant 106 is met 95 boven en beneden confidence 25 interval van 52-157 miljoen omwentelingen.

Onder dezelfde proefomstandigheden had een koud gewalste ring een L10 levensduur van meer dan 294 miljoen omwentelingen. Hoewel niet wezenlijk voor het beschermingsbereik van de uitvinding, wordt aangenomen dat vanwege het koud walsen van de ferritische matrix dislocaties herstellen tot cellen hetgeen in 30 subkorrelformatie resulteert. Deze subkorrelformatie zal tot fijnere austeniet leiden. Afschrikken begint bij een temperatuur boven martensietstan·

De hierboven beschreven behandeling is een alternatief voor een kogellagerstaal met een in het algemeen lager koolstofaandeel om de vermoeiingssterkte bij rollend 101 18 0 6 3 contact te vergroten. Een dergelijk staal zal in het algemeen geacarboneerd worden of gecarbonitreerd worden om de oppervlaktehardheid tot een voldoende niveau te laten stijgen. Het percentage deformatie zal een effect hebben op de afmeting van de austenietkorrels verkregen tijdens de austeniteerbehandeling. Verhoudingsgewijs 5 geringe deformatie zal een grof materiaal met een korrelgrootte van enkele pm tot gevolg hebben. Indien echtger aanzienlijke deformatie gebruikt wordt, bijvoorbeeld meer dan 30% en meer in het bijzonder meer dan 60% zal de korrelgrootte aanzienlijk onder 2 pm dalen.

Opgemerkt wordt dat de beschermingsomvang niet beperkt is tot de in de 10 beschrijving gegeven uitvoeringen maar bepaald wordt door de bijgevoegde conclusies.

1011806

Claims (9)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een wentellagerstaal, omvattende het voorzien in een staal van het 1 C - 1,5 Cr soort in ferritische toestand, het austeniteren 5 van dat staal gevolgd door afschrikken daarvan zodat een bainitische eindstructuur ontstaat, met het kenmerk, dat het staal in ferritische toestand gedeformeerd wordt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij die deformatie een koude deformatie omvat. 10

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij die deformatie tenminste 30% omvat.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die 15 austeniteertemperatuur tussen 800 en 900 °C ligt.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die afschriktemperatuur onder 250 °C ligt.

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die afschrikbehandeling zodanig is dat onderbainiet ontstaat.

7. Werkwijze voor het vervaardigen van een 1 C - 1,5 Cr stalen ring van een wentellager, omvattende het koud walsen van een buisvormling met een ferritische 25 matrixstructuur, het scheiden van de buis in ringen, het austeniteren van dat staal gevolgd door afschrikken zodat een bainitische structuur ontstaat.

8. Kogellagerstaal vervaardigd met de werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij tenminste het oppervlak daarvan een bainitische 30 structuur omvat en geen martensiet omvat. 1 101 1806 Onderdeel van een wentellager vervaardigd met een kogellagerstaal volgens conclusie 8.

10. Onderdeel van een wentellager volgens conclusie 9, omvattende een tonlager 101 1806 RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE IOENTIFIKATIE VAN QE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van de aanvrager of van de gemachtigde NO 42543/md Nederlandse aanvrage nr. Indieningsdatum 1011806 15 april 1999 Ingeroepen voorrangsdatum Aanvrager (Naam) SKF Engineering & Research Services b.v. Datum van het verzoek voor een onderzoek van internationaal tvpe Door da instantie voor Internationaal Onderzoek (ISA) aan het verzoek voor een onderzoek van internationaal type toegekend 'nr. SN 33104 NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERV\ERP(bij toepassing van verschillende classificaties, alle dassificatiesymbolen opgeven) Volgen» de Internationale classificatie (IPC) Int.Cl.S-.C 21 D 9/40, C 21 D 9/36, C 21 D 1/20,// F 16 C 33/00 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK _ Onderzochte minimum documentatie Claisificatinysieem Ciauificairesymoolen Int.Cl.6: C 21 D Onderzoent» andere documentatie dan de minimum documentatie voor zover dergelijke documenten in de onderzochte gebieden zijn opgenomen HL 1 1 GEEN ONDERZOEK MOGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen oo aanvullingsOlad) iV. | | GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmerkingen op aanvullingsblad) / Porm r>CT/ISA/20tfa) 07.1979